基于大数据平台的电网运行指标控制系统算法研究

刘 宇，李鹏儒

（国网辽宁省电力有限公司铁岭供电公司，辽宁 铁岭 112000）

0 引 言

随着社会经济的不断发展，用电量逐渐增加，逐渐出现了大型电网。大型电网运用了各种先进技术，使电网的运行更加复杂，管理与指标控制工作的难度增加[1]。在大数据时代下，先进技术与电网周边的许多产业相互融合，逐渐形成了一个统一的整体。通过对电网运行指标的控制、相关系统的计算及运行情况进行判定，并根据相关数据对电网的薄弱缓解进行了解，以做出相应完善。在大数据平台下，电网运行更加自动化与智能化，运用了许多先进科学技术如传感技术、远程遥控技术等，使电网各个运行指标均在控制范围内。电网类型种类繁多，我国常用的电网类型为分布式电网，在运行指标控制方面有较为突出的表现[2]。电网的运行过程并不是十分随意，具有相应的策略。在电网运行前，要制定多种运行策略，最后选择最优的方案应用于电网运行过程。根据上述分析，在大数据平台的基础上，电网的数据处理能力与存储能力不断增加，形成了相对完整的数据处理系统。对电网运行过程中获取的数据进行统一处理，通过独有的计算方式满足复杂的电网变化情况，从而实现对电网监控与运行指标的控制。

1 基于大数据平台的电网运行指标控制系统

大数据平台下，对电网运行指标进行控制，需要完整的评价系统与原则。这类原则可分为不同等级，大体为五个部分。每一部分的构成都不一样，如一级评价系统要对电网运行所使用的资源进行合理控制与调配，将有限的资源整合在一起，达到最好的评价效果。电网运行指标控制系统的具体组成如表1所示。

由表1可知，五个不同的评价系统分别用不同的字母表示。1级评价系统用字母A表示，2级评价系统由字母B表示，其中2级评价系统中包含4个指标，分别用B1～B4表示。由于3级评价系统中与B2指标有许多相似之处，即用C21～C24表示，在4级评价系统中，包含出4个指标进行采集，分别以Dη1～Dη4表示，并以此类推。评价系统是不断更新不断发展的，为了方便相关工作人员理解，表示方式是不变的。电网运行指标控制系统第5级中有许多采集项目，这些指标同样是需要被控制的一部分，因此也要进行标记。通常这种数值用字母H来表示。

表1 电网运行应用能力指标体系表

2 电网运行指标控制系统结构

我国电网通过不断发展逐渐更新完善，打破了传统电网的束缚，满足不同电力用户的不同需求。采取分布式电网将电网分成不同模块，每一个模块具有的电功率都是不同的。分布式电网与用户之间的距离较近[3]，因此必须保证电网的安全运行，对电网运行指标进行控制，形成相对独立的系统结构。常用的电网通常可以分为以下几个部分，即能源存储部分、电力传送部分及电力承载部分。大数据平台的使用，使多个地区的电网技术与数据得到共享，使电网的运行指标得到控制，增加了电网的可用周期，通过大数据平台掌握最前沿的电网信息与科学技术。电网的运行指标与状态通过准确记录总结出一定规律，为电网运行提供理论基础。大数据平台背景下，出现了越来越多的科学技术，尤其是互联网技术的广泛应用，对电网运行指标控制起到了至关重要的作用。互联网技术对电网管理设置了权限，相关工作人员可以通过不同权限对电网运行指标进行控制，并进行系统计算。为使电脑更加智能化，在电网运行各项工作进行调配过程中，可以根据已知指标对未知指标进行计算，使电网运行更加智能化。大数据平台中增加了指标可视化功能，能够更加直观地控制电网运行指标，实现自动化，打破传统的电网控制方式，弥补传统系统算法的不足。新系统算法的应用使电网运行指标控制一定程度上获得了提高，增强了执行能力。它强大的可视化功能对电网运行起到了一定的监控作用。电网运行指标控制系统算法具体技术结构如图1所示。

图1 电网运行指标控制系统的总体结构

根据图1结构可知，大数据平台中的系统计算与指标数据处理都是整体构架的基础，贯穿电网运行的整个指标控制工作，使多项指标完成融合作业，增强了操作人员对电网的管控力度，可在大数据平台的基础上对各项指标数据进行管理、存储及分析，使电网运行指标控制更加规范化与实用化。大数据平台的应用，实现了资源共享，在电网运行管理方面起到了重要作用。为重，故障自动报修及分布式电源运行数据储存，都是传统电网运行管理无法达到的。大数据平台中的系统算法，包含运行指标控制系统、运行规划系统及电网调度系统等。电网运行中所产生的数据指标及参数，都对电网中各个设备的运行状况起到了监督作用，使工作人员及时了解电网设备存在的缺陷。大数据平台中蕴含的信息量十分广泛，将许多地区的电网运行指标数据进行统一分析，使系统算法拥有更多的指标数据作为运行基础，有效解决了信息资源匮乏的问题，为各地电网运行提供了有力支撑。

3 基于大数据平台的电网运行指标控制系统算法

大数据平台的电网运行指标控制算法中存在许多问题。首先，我国常用分布式电网中包含了许多设备，电器设备之间存在通信问题，相关工作者必须引起注意。随着互联网技术的不断发展，各种协议不断涌现，使设备之间可以采用通信网口对接的方式进行信息传递。这种转化协议的方式能够加强设备之间的联系。此外，电网运行过程中会使用到多种能源，能源在电网系统中的分布如图2所示。

图2 电网能量分布

如今，各个行业都在提倡节能减排，遵循“绿水青山才是金山银山”的绿色环保思想。这种情况下，在电网运行过程中，节能就成为了一项重要工作。要加大清洁能源的使用，如使用太阳能或风能提供电网运行中需要的动力支持。具体地，将能量进行转换进入到电网运行过程中实现节能目标，算法为：

其中Q表示电网运行的输出能量，Qmax表示输出的最大能量，Qmin表示输出的最小输出能量，W表示储能系统的数据，h表示调控数据指标，a表示指标运行系数。

根据控制方案能够总结出电网运行时各个设备的控制系统算法。清洁设备运行时的算法为：

其中f表示控制电能，e表示输出能量，r表示最大输入输出数值，λ清洁设备运行时的参数。

储能设备运行时的算法为：

其中Qmax表示最大储能电量，I表示储能运行时的电流，U表示储能运行时的电压。

除清洁能源转换外，能源的储备也是一项重要工作。若要坚持环境保护原则，需要在电网运行过程中率先使用清洁能源。当清洁能源不足以维持电网供电时，再起用电网中的其他能源。这就对电网的储电能力提出了更高要求。当用电量增大时，储电模块中的电量逐渐减小，达到一个最小临界值。而在电力需求较低时，触电模块中的电量达到了最高临界值，这时储电模块对储电设备进行充电，达到循环作业的效果。具体运行参数为：

其中U表示电网运行时的电压，单位为V；I表示电网运行时的电流，单位为A。对节能电网进行系统计算，尽量使用清洁能源减少对储备能源的使用，避免循环系统出现问题。

4 结 论

信息技术的不断发展，使得大数据平台出现，为各行各业的发展提供了有力基础，尤其是电力行业，使用相关技术实现指标数据的资源共享。对电网运行提供信息支持，各个系统之间协调合作，更好地监控指标控制与系统算法，并对权限做出一定管理，使电网运行实现统一规划。对指标控制的各个节点进行分析，在电网运行前进行系统结构算法及管理方式的确定。整体算法要以电网安全稳定运行为基础，结合先进科学技术更新系统算法，从而为电力用户提供更好的用电体验，促进我国电力行业发展。